اتصال به زمین: مسیر امن برای تخلیهٔ جریان خطا
اتصال به زمین چیست و از چه بخشهایی تشکیل شده است؟
اتصال به زمین یعنی برقرار کردن یک راه مستقیم و کممقاومت بین بدنهٔ فلزی دستگاههای برقی و زمین. این کار با یک سیم مخصوص به نام سیم ارت انجام میشود که در پریزهای برق، با رنگ سبز و زرد یا فقط سبز شناسایی میشود. این سیم، بدنهٔ دستگاه را به یک میله یا صفحهٔ فلزی که درون خاک فرو رفته است، متصل میکند. اگر داخل دستگاه، سیم برقدار به بدنه اتصال پیدا کند (یعنی خطا رخ دهد)، جریان برق از مسیر سیم ارت به زمین میرود و باعث میشود که جریان زیادی از مدار عبور کند و به این ترتیب، کلید یا فیوز مدار، سریعاً جریان را قطع میکند. به این ترتیب، بدنهٔ فلزی دستگاه دیگر برقدار نمیماند و کسی که آن را لمس میکند، دچار شوک نمیشود.
سه بخش اصلی در این سیستم عبارتند از: سیم اتصال به زمین که از پریز تا دستگاه میرود، شاخهٔ ارت در پریزها که سیم سبز به آن وصل میشود، و الکترود زمین که همان میلهٔ فلزی درون خاک است. در بسیاری از ساختمانهای جدید، یک جعبهٔ کنتور با یک میلهٔ ارت مخصوص در کنار آن وجود دارد که همهٔ سیمهای سبز ساختمان به آن متصل میشوند.
کاربرد اتصال به زمین در زندگی روزمرهٔ دانشآموزان
شاید برای شما پیش آمده باشد که وقتی پشت کامپیوتر یا لپتاپ هستید، بدنهٔ فلزی آن کمی گزگز میکند. این حس خفیف، نشانهٔ وجود جریان نشتی است که اگر سیم ارت نباشد، ممکن است شدیدتر شود و به شما آسیب بزند. در مدارس، تمام دستگاههایی که با برق کار میکنند، مانند پروژکتورها، کامپیوترها، یخچالهای آزمایشگاه و حتی آبسردکنها، باید به سیم ارت مجهز باشند تا در صورت نشت جریان، مسیر امنی برای تخلیه به زمین داشته باشند.
یک مثال دیگر: وقتی از سشوار یا اتو استفاده میکنید، اگر سیم داخل دستگاه آسیب ببیند و با بدنهٔ فلزی تماس پیدا کند، سیم ارت به عنوان یک راه فرار برای جریان خطا عمل میکند و از برقگرفتگی شما جلوگیری میکند. در ساختمانهای قدیمی که پریزهای دوسوراخ دارند، معمولاً سیم ارت وجود ندارد؛ به همین دلیل استفاده از وسایل برقی در آنها خطرناکتر است.
| وضعیت دستگاه | با اتصال به زمین | بدون اتصال به زمین |
|---|---|---|
| بدنهٔ فلزی | در اثر خطا، جریان سریعاً به زمین میرود و فیوز قطع میشود. | برقدار میماند و لمس آن بسیار خطرناک است. |
| فیوز یا کلید مدار | با عبور جریان زیاد، سریعاً عمل میکند و مدار را قطع میکند. | جریان خطا مسیری برای تخلیه ندارد، بنابراین فیوز دیرتر یا هرگز عمل نمیکند. |
| خطر برای کاربر | بسیار کم؛ چون بدنه بیبرق میشود. | بسیار زیاد؛ احتمال برقگرفتگی شدید وجود دارد. |
چالشهای مفهومی پیرامون اتصال به زمین
پرسش: چرا جریان خطا از سیم ارت عبور میکند نه از بدن انسان؟
پاسخ: چون سیم ارت مقاومت بسیار کمی دارد و مانند یک بزرگراه برای جریان عمل میکند، در حالی که بدن انسان مقاومت بالایی دارد. جریان همیشه از مسیر کممقاومتتر عبور میکند، بنابراین از سیم ارت میگذرد و به زمین تخلیه میشود و از بدن ما عبور نمیکند.
پرسش: آیا همهٔ پریزهای خانه دارای سیم ارت هستند؟
پاسخ: نه. در ساختمانهای قدیمی که پریزهای دوسوراخ دارند، معمولاً سیم ارت وجود ندارد. در ساختمانهای جدید، پریزها سهسوراخ هستند که سوراخ وسط یا پایینی، مخصوص سیم ارت است. برای اطمینان، میتوانید از یک تستر مخصوص استفاده کنید یا از یک برقکار بخواهید وضعیت سیمکشی را بررسی کند.
پرسش: اگر سیم ارت قطع شود، چه اتفاقی میافتد؟
پاسخ: در این حالت، اگر خطایی در دستگاه رخ دهد، بدنهٔ فلزی برقدار میشود و تا زمانی که کسی آن را لمس نکند، اتفاقی نمیافتد. اما به محض لمس، جریان از بدن عبور میکند و شوک شدیدی وارد میشود. به همین دلیل، قطع بودن سیم ارت یکی از خطرناکترین عیوب در تأسیسات برقی است و باید سریعاً تعمیر شود.
نکتهٔ پایانی: اتصال به زمین، یکی از سادهترین و در عین حال حیاتیترین روشهای ایمنی در برابر برقگرفتگی است. این سیستم با ایجاد یک مسیر کممقاومت برای جریان خطا، از جان ما محافظت میکند. در خانه و مدرسه، همیشه پریزهای سهشاخه را ترجیح دهید و هرگز سیم ارت را جدا نکنید. اگر هنگام استفاده از وسیلهای احساس گزگز یا برقگرفتگی خفیف کردید، حتماً آن را به یک برقکار ماهر نشان دهید تا از سلامت سیمکشی و اتصال به زمین مطمئن شود.